抗生物質による腸内細菌変化を介した脂質酸化依存的心不全突然死の新規抑制機構の解析

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K08285
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物系薬学
• 研究機関: 北里大学
• 研究代表者: 今井 浩孝 北里大学, 薬学部, 教授 (50255361)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 抗生物質 / 腸内細菌 / 心不全 / 脂質酸化依存的新規細胞死 / ビタミンE / 無菌マウス / ノトバイオート

研究成果の概要

心臓特異的GPx４欠損マウスはビタミンE添加食では生存できるが、餌のビタミンE量を低下すると、心筋細胞に脂質酸化依存的な細胞死が誘導され心突然死を引き起こす。我々は、この脂質酸化依存的な心突然死を抑制する化合物として抗生物質セフォペラゾン（CPZ）を見出した。抗生物質CPZは直接脂質酸化を抑制しないことから、その抑制メカニズムを解析した。抗生物質CPZは飲水投与では効果を示すが、腹腔投与では効果を示さない。また抗生物質CPZは無菌マウスでは効果を示さなかった。次世代シークエンサーおよび菌移植実験から抗生物質CPZにより耐性を示した腸内細菌が心不全突然死を抑制していることを明らかにした。

自由記述の分野

脂質生化学、衛生薬学、栄養学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、脂質酸化依存的におきる心不全を抑制できるCPZ耐性腸内細菌が存在することを初めて明らかにした。また抗生物質CPZにより生き残った腸内細菌が機能を発揮したことから抗生物質の新たな可能性を示したともいえる。本研究成果は腸内細菌Zが心臓機能を正に制御できること、新しい腸―心連関が存在することを示したことになり学術的意義は極めて大きい。将来的に心臓機能を増強できるプロバイオティクスやプレバイオティクスの開発や心臓突然死の予防薬の開発に繋がる研究成果である。